Betonin tutkimus
Tofte Yhtiöt Oy on betonirakenteiden tutkimuksen asiantuntija.
Suoritamme parvekkeiden, betonijulkisivujen,
pilareiden, pihakansien, siltabetonin, rapattujen julkisivujen ja muiden
betonista valmistettujen rakenteiden tutkimusta ja korjaussuunnittelua,
pitkällä 25 vuoden kokemuksella.
Selvitämme betonirakenteiden
vauriomekanismit
ja niiden aiheuttajat.
Lue informatiivinen tietopaketti aihealueesta.
Betonin kovettuminen
Betonin tärkein osa-aine on sementti. Sementin määrä betonissa vaihtelee 200-400 kg/ kuutio (8-16 paino%) . Sementin raaka-aineita ovat kalkkikivi, kvartsi ja savi, raaka-aineet jauhetaan ja poltetaan uunissa +1450 °C asteen lämpötilassa, jolloin lähtöaineiden alkuperäinen rakenne hajoaa veden ja hiilidioksidin poistuessa materiaalista.
Veden jäätyminen betonissa ja pakkasenkestävyys
Betonin huokosissa oleva vesi alkaa jäätyä kun lämpötila putoaa nollan alapuolelle. Huokosvesi ei kuitenkaan jäädy heti 0 °C:n alapuolella. Jäätyminen alkaa vasta kun lämpötila on muutaman asteen nollan alapuolella ja jatkuu vähitellen lämpötilan laskiessa. Veden jäätymispiste on 0 °C, mutta tämä koskee ainoastaan puhdasta vettä, yhden ilmakehän paineessa. Vesi jäätyy hieman alhaisemmassa lämpötilassa jos veteen on liuennut muita aineita tai jos vesi on paineen alainen. Betonissa toteutuvat molemmat ilmiöt.
Julkisivujen betonirakenteiden lujuuden kehitystä ohjanneet määräykset
Julkisivubetonin lujuusvaatimus määräytyi elementtirakentamisen alkuvaiheessa 1954 betoninormien mukaan. Sen mukaan teräsbetonin lujuusluokan tuli olla vähintään K 20.
Uudet betoninormit 1965 määrittivät lujuusvaatimuksen K25:een. Tämä lujuusluokka säilyi minimivaatimuksena pitkään, vasta vuonna 1989 lujuusluokkavaatimukseksi tuli K 30 ja vuonna 1992 se muuttui K45:een, pienempää lujuusluokkaa oli mahdollista käyttää mikäli betonipeitteen suurentaminen oli mahdollista.
Kloridit
Betonissa oleva riittävän korkea, kynnysarvon ylittävä kloridipitoisuus voi käynnistää betoniraudoituksen korroosion sellaisessakin betonissa joka ei ole karbonatisoitunut. Kynnysarvona pidetään 0.03-0,07 p-%kloridipitoisuutta betonin painosta. Kriittinen kloridipitoisuus voidaan ilmoittaa myös p-%:a sementin painosta. Julkisivu ja parveke-elementeissä on mahdollista, että betonin valmistuksessa on käytetty kiihdyttävänä lisäaineena kalsiumkloridia ( CaCI2 ), jonka määrä on yleensä moninkertainen terästen korroosion kynnysarvoon verrattuna. Klorideja voi päästä betoniin myös ulkoisista rasituslähteistä, jäänsulatussuoloista ja rannikolla tuulen tuomasta merivedestä.
Korroosion vaikutus rakenteissa
Ulkoseinäelementit
Raudoitteiden korroosion kannalta ongelma-alueen muodostavat usein elementtien pieli- ja reunateräkset, joiden peitepaksuudet ovat usein liian pienet ja joiden kohdalla karbonatisoituminen etenee kaikilta kolmelta pinnalta. Pieliterästen korroosioriskiä on siksi kuntotutkimuksissa tutkittava erityisen huolellisesti.
Kuorielementit
Kuorielementit muodostuvat yhdestä betonilevystä, jonka paksuus on vaihdellut 60-120mm välillä.
Lämmöneristeen ja kuoren välille voidaan jättää ilmarako rakenteen tuuletusta varten. Yleisesti tuuletusrakoa ei kuitenkaan ole, joka mahdollistaa eristeen ja eristetilan voimakkaan kastumisen ja mikrobikasvuston kehittymisen suljettuun rakenteeseen melko lyhyen ajan kuluessa.
Parvekerakenteet
Parvekkeiden ongelmallisia kohtia ovat ohuet kaiderakenteet ja erilaiset pieliteräkset, joissa raudoitteiden peitepaksuudet ovat usein riittämättömiä. Näissä rakenteissa korroosion vaikutukset ovat usein kuitenkin esteettisiä.
Betonin rapautuminen
Betoni voi rapautua seuraavien vaurioiden vaikutuksesta:
- Pakkasrapautuminen, joka voi toteutua, jos rakenteessa on maksimaalinen kosteusrasitus
- Ettringiittireaktio, joka voi toteutua, jos rakenteessa on maksimaalinen kosteusrasitus
- Alkalirunkoainereaktio, joka voi toteutua, jos rakenteessa on maksimaalinen kosteusrasitusja sementti sisältää runsaasti alkaleja ( Na,K ) sekä kiviaineksessa on heikosti alkalisuutta kestäviä mineraaleja.
Betonin kosteus
Kosteus eri muodoissaan on betonirakenteiden suurin vaurioiden aiheuttaja ja se on osallisena lähes kaikissa merkittävissä betonin vauriomekanismeissa. Betonijulkisivujen ja parvekkeiden vaurioitumisen kannalta käytön aikaiset kosteusrasitukset ovat merkittävimpiä.
